电子的发现 原子的核式结构模型
一、选择题(3、8、10为多选，其余为单项选择题)
1．(2019·宝山区二模)卢瑟福通过α粒子散射实验，揭示了( )
A．电子的存在 B．质子的存在
C．原子的核式结构 D．原子核可以再分
解析 卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构，故A、B、D三项错误，C项正确，故选C项．
答案 C
2.(2019春·虹口区校级期中)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a、b、c、d四个位置时，观察到屏上的闪光次数最多的是( )
A．a位置 B．b位置
C．c位置 D．d位置
解析 放在a位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多；说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷；放在b位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少；放在c位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少；放在d位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，故A项正确，B、C、D三项错误．
答案 A
3．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子，被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是( )
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
B．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子
C．电子的质量无法测定
D．汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究了光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元
解析 汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷，故A项正确，B项错误，C项错误；汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究了光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，故D项正确；故选A、D两项．
答案 AD
4．(2019春·虹口区校级期中)卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型．能大致反映α粒子散射特点的是图( )
解析 根据α粒子散射实验，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型；他认为：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，原子中的大部分空间都是空的，所以大多数的α粒子都能穿过原子的空间，只有少数运动轨迹靠近原子核的α粒子，才出现较大角度的偏转．由此，结合α粒子散射实验的特点可知，只有B项正确，A、C、D三项错误，故选B项．
答案 B
5．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( )
A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的
B．物体所带电荷量可以是任意值
C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 C
D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
解析 密立根油滴实验测出了电子的电荷量为1.6×10－19 C，并提出了电荷量子化的观点，因而A、C两项正确，B项错误；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D项正确，因此选B项．
答案 B
6．(2014·上海)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )
A．原子中心有一个很小的原子核
B．原子核是由质子和中子组成的
C．原子质量几乎全部集中在原子核内
D．原子的正电荷全部集中在原子核内
解析 卢瑟福原子核式结构模型的是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核上，带负电的电子绕原子核高速旋转，质量几乎忽略不计，所以可以得出A、C、D三项，对于原子核是由质子和中子组成的结论是涉及原子核的结构，与核式结构无关，核式结构说的是原子结构，不是原子核结构，B项错误．
答案 B
7．在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是( )
A．正电荷在原子中是均匀分布的
B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上
C．原子中存在带负电的电子
D．原子核中有中子存在
解析 α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域，才有可能出现α粒子的大角度散射，B项正确．
答案 B
8.如图为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可以观察α粒子在各散射角度的散射情况，下列说法正确的是( )
A．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
B．在图中A、B两位置分布进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
C．卢瑟福选用不同的金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型
解析 放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，而放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，B项错误；α粒子撞击到金原子后，因库仑力作用，且质量较大，从而出现的反弹，A项正确；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C项正确；卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型，D项正确．
答案 ACD
9．下图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
解析 若加磁场，由左手定则可判断其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向，故只有B项正确．
答案 B
10．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近．下列说法正确的是( )
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B．α粒子出现较大角偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大
C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大
D．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小
解析 卢瑟福在α粒子散射实验中提出了原子的核式结构模型．α粒子出现较大角偏转的原因是，正电荷集中在原子极小的区域内，α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大．α粒子从a到c的运动过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先变大后减小．所受电场力先变大后变小，加速度先变大后变小．
答案 BD
11.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是( )
A．动能先增大，后减小
B．电势能先减小，后增大
C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D．加速度先变小，后变大
解析 α粒子从a点经b点到达等势点c的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加，后减少，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零，故C项正确．
答案 C
二、非选择题
12．如图所示是英国物理学家卢瑟福和他的合作者们做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验装置．
(1)(多选题)下列关于α粒子轰击金箔实验的分析描述中正确的是________．
A．α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成；
B．实验中所用金箔应适当厚一点；
C．实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后发生了散射；
D．α粒子从金原子内部出来后携带了原子内部的信息．
(2)α粒子的散射实验揭示了__________
A．原子还可以再分 B．原子具有核式结构
C．原子不带电，是中性的 D．原子核有复杂的结构
解析 (1)α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成，故A项正确；实验中所用金箔应适当薄一点，故B项错误；实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后不发生散射，故C项错误；从金原子内部出来后携带了原子内部的信息，故D项正确．
(2)卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验后提出原子具有核式结构，故B项正确，A、C、D三项错误；故选B项．
答案 (1)AD (2)B
13.如图所示为测量某种离子的比荷的装置．让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速，然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计，求该离子的比荷.
解析 离子在电场中qU＝mv2①
离子在磁场中Bqv＝m②
2R＝a③
联立①②③式，得＝.
答案
14．在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑．若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
(1)说明阴极射线的电性；
(2)说明图中磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．
解析 (1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电．
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由
左手定则得磁场的方向垂直纸面向里．
(3)设此射线带电量为q，质量为m，当射线在D、G间做匀速直线运动时，有
qE＝Bqv
当射线在D、G间的磁场中偏转时，有
Bqv＝
同时又有L＝r·sinθ
解得＝
答案 (1)带负电 (2)垂直纸面向里 (3)＝
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18．1 电子的发现
18．2 原子的核式结构模型
